Las bacterias patógenas que causan enfermedades pulmonares ¿usan a los glóbulos rojos para propagarse por todo el cuerpo?

Las micobacterias son un grupo de bacterias patógenas que causan enfermedades como la lepra y la tuberculosis en los humanos. En el estudio de investigación realizado por científicos de la Universidad de Hiroshima se encuentran evidencias de que las micobacterias están relacionadas con los glóbulos rojos en los sitios de infección pulmonar. Esta es una interacción que ha escapado de la atención científica durante 140 años, desde el descubrimiento del organismo que causa la tuberculosis.

En el artículo “Direct Attachment with Erythrocytes Augments Extracellular Growth of Pathogenic Mycobacteria; Host-Microbial Interactions1 publicada el 16 de marzo en Microbiology Spectrum, se documentó la interacción de las micobacterias con los glóbulos rojos y su papel en la enfermedad pulmonar.

Descubrimiento de micobacterias

En 1882, el médico alemán Robert Koch aisló el agente de la enfermedad que causa la tuberculosis (TB), una bacteria que más tarde se denominó Mycobacterium tuberculosis. Su trabajo validó la evidencia anterior,  presentada por el médico francés Jean-Antoine Villemin de que la tuberculosis era transmisible. Si bien el uso de la estreptomicina para tratar la tuberculosis esperaría otros 65 años, el descubrimiento de Koch de la bacteria culpable allanó el camino para su tratamiento.

Ahora se sabe que M. tuberculosis y otras micobacterias implicadas en la enfermedad pulmonar viven en macrófagos, glóbulos blancos que engullen y matan a los patógenos. Las micobacterias aparecen en la sangre y el esputo de los pacientes enfermos. Dice la autora principal del estudio y profesora asociada, Yukiko Nishiuchi, “Las micobacterias patógenas, como Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium subsp. hominissuis (MAH) y Mycobacterium intracellulare, causan infecciones pulmonares como parásitos intracelulares de los macrófagos”. Las micobacterias crecen dentro de los macrófagos.

Los glóbulos rojos, aunque también se encuentran en el esputo de pacientes con tuberculosis, no se han estudiado específicamente en la progresión de la enfermedad.

Investigando el rol de los glóbulos rojos

Los investigadores obtuvieron muestras de tejido pulmonar de 5 ratones infectados con:

  • 2 especies de micobacterias, M. avium y M. intracellulare
  • Un paciente humano con una infección MAH

El examen microscópico reveló que los glóbulos rojos estaban ubicados junto con las micobacterias tanto en los vasos capilares como en los granulomas (grupos de células inmunitarias) de ratones y tejidos pulmonares humanos.

Para evaluar la relación de las micobacterias con los glóbulos rojos humanos, los investigadores monitorearon su crecimiento con y sin glóbulos rojos. Descubrieron que MAH creció más en la presencia de glóbulos rojos, multiplicándose a un ritmo que dependía de la concentración de glóbulos. Su crecimiento exponencial fue incluso más rápido que el crecimiento de MAH dentro de los macrófagos. “Estos resultados demuestran que los eritrocitos promovieron el crecimiento vigoroso de MAH”, afirma Nishiuchi.

Además, el estudio encontró que los macrófagos, típicamente seleccionados como huéspedes parásitos por las micobacterias, engullían preferentemente a los glóbulos rojos con MAH adjunto. La unión del MAH a los glóbulos rojos puede haber provocado la liberación de energía en forma de ATP, que luego estimuló a los macrófagos para que absorbieran las células infectadas.

Las implicaciones en la salud humana

Infección extracelular micobacteriana de glóbulos rojos

Los hallazgos demostraron que las micobacterias patógenas se adhieren a los glóbulos rojos humanos y luego aprovechan la relación para multiplicarse. Anteriormente se habían encontrado micobacterias fuera de los macrófagos en los sitios de infección; las nuevas evidencias sugieren que la presencia de esas micobacterias extracelulares puede ser el resultado de la relación con los glóbulos rojos.

Si bien los glóbulos rojos son más conocidos por su papel en el transporte de oxígeno entre los pulmones y los tejidos, también desempeñan dos funciones en las infecciones por micobacterias. Desempeñan un papel defensivo contra las infecciones al capturar patógenos y transferirlos a los macrófagos en el hígado y el bazo para eliminarlos. Este estudio muestra que los glóbulos rojos también pueden convertirse en células huésped de las micobacterias.

La forma en que se desarrollan estos roles podría determinar el resultado de una infección. Si la función de defensa de los glóbulos rojos va bien, la tuberculosis u otra enfermedad micobacteriana está controlada. Pero los glóbulos rojos abrumados por un ataque de micobacterias pueden ayudar a propagarlos por todo el cuerpo.

Siguientes pasos

Los autores del estudio revisado por pares, esperan identificar el factor de adhesión de la micobacteria que le permite adherirse a los glóbulos rojos. El mecanismo de adherencia puede ofrecer evidencias respecto a cómo las micobacterias, generalmente parásitos dentro de los macrófagos, también pueden crecer fuera de las células. Nishiuchi comenta “Nuestra investigación cambiará el sentido común convencional de que las ‘micobacterias crecen intracelularmente’“. Su objetivo es contribuir al desarrollo de nuevas terapias al comprender mejor cómo las micobacterias patógenas navegan por los sistemas de defensa del huésped para propagarse.

Referencias

  1. Yukiko Nishiuchi, Yoshitaka Tateishi, Hiroshi Hirano, Yuriko Ozeki, Takehiro Yamaguchi, Mari Miki, Seigo Kitada, Fumito Maruyama, Sohkichi Matsumoto; Direct Attachment with Erythrocytes Augments Extracellular Growth of Pathogenic Mycobacteria; Host-Microbial Interactions; publicado el 16 de marzo de 2022; DOI: 10.1128/spectrum.02454-21; Disponible en el URL https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.02454-21



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